explicando a máquina enigma
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Nesta palestra apresentamos quais foram os princípios de funcionamento das máquinas Enigma, amplamente utilizadas pelas forças alemãs durante a Segunda Guerra Mundial. Aproveitamos esta oportunidade para apresentar, de forma didática, alguns dos princípios básicos de criptografia que tem servido de base para as técnicas e algoritmos criptográficos existentes até hoje.Palestra apresentada na Virada Hacker 2012 (https://garoa.net.br/wiki/Virada_Hacker)TRANSCRIPT
![Page 1: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/1.jpg)
Explicando a Máquina Enigma
Anchises M. G. de Paula Garoa Hacker Clube; Verisign @anchisesbr
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Agenda
Criptografia Simétrica
Cypher Disks
Picture source: Wikimedia Commons
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Enigma
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Criptografia e Segunda Guerra
Criptografia Clássica
Criptografia Moderna
Séc. XX W W II
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Introdução à criptografia
! Κρυπτός (kriptós) = escondido,
oculto
! γράφω (grapho) = grafia
OCULTAR A ESCRITA +
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Criptografia Clássica
! Antes dos computadores a criptografia consistia de algorítmos baseados em manipulação de letras (caracteres) e cálculo manual (ou mecânico, utilizando algum instrumento relativamente simples).
! Os diversos algorítmos substituíam ou transpunham alguns caracteres por outros. Os melhores faziam as duas coisas muitas vezes
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Criptografia Clássica
! 2 tipos principais de algorítmos clássicos: ! Cifragem por Substituição
! Cada caracter do texto original é substituído por outro no texto cifrado.
! Cifragem por Transposição ! A ordem dos caracteres
é modificada
Picture source: Wikimedia Commons
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Substituição Simples
! Cada caracter do texto original é substituído com um caracter correspondente no texto cifrado.
! Exemplo: a “Cifra de Cesar” ! cada letra do texto original é substituído
pela letra 3 posições à direita no alfabeto
C
Z
B
Y
A
X
Z
W
Y
V
X
U
W
T
V
S
U
R
T
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P
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P
M
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L
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K
M
J
L
I
K
H
J
G
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F
HGF E D
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C
Z
B
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Z
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Y
V
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V
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F
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E DC B A
RAS E CODNAT S E T H
UOT S E
Cifra de César
! Vamos utilizar a cifra de César: ! Mensagem em claro: “estou testando cesar”
! Visualizando,
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! Vamos utilizar a cifra de César: ! Mensagem em claro: “estou testando cesar”
! Visualizando,
C
Z
B
Y
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Z
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V
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Cifra de César
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! Vamos utilizar a cifra de César: ! Mensagem em claro: “estou testando cesar”
! Visualizando,
C
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B
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Z
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Cifra de César
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C
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Cifra de César
! Vamos utilizar a cifra de César: ! Mensagem em claro: “estou testando cesar”
! Visualizando,
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Substituição Polialfabética
! São constituídas de múltiplas cifras de substituiçào simples ! Uma letra da mensagem original pode ser associada a
múltiplas letras, dependendo da chave
! Cada uma das chaves é utilizada para encriptar uma letra específica do texto original. ! Se existem 20 letras chave então cada vigésima letra será
encriptada com a mesma chave, isto é chamado de período da cifra
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Substituição Polialfabética
! Cypher Disk: Inventado por Leon Battista Alberti em 1468 e usadas pelo Exército Americano na Guerra Civil Americana.
! Outro exemplo: A cifra Vigenère, publicada em 1586.
Picture source: Wikimedia Commons
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Cypher Disk
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Cypher Disk
![Page 17: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/17.jpg)
Cypher Disk
![Page 18: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/18.jpg)
Cypher Disk
![Page 19: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/19.jpg)
Cypher Disk
![Page 20: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/20.jpg)
Cifragem por Rotação
! Nos anos 20 vários dispositivos de encriptação mecânica foram inventados
! Muitos baseados no conceito de um rotor ! uma roda mecânica preparada para realizar uma
substituição genérica
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Cifragem por Rotação
Picture source: Wikimedia Commons
! Cada rotor é uma permutação arbitrária do alfabeto.
! Tem 26 posições e realiza uma substituição simples
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Cifragem por Rotação
Picture source: Wikimedia Commons
![Page 23: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/23.jpg)
Cifragem por Rotação
1. anel dentado (uma ranhura) 2. ponto de marca do contato "A"
3. círculo com alfabeto
4. contatos
5. fios elétricos
6. pinos
7. encaixe do eixo
8. hub
9. roda dentada móvel com os
dedos
10. ratchet
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![Page 24: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/24.jpg)
Cifragem por Rotação
! Uma máquina rotora tem um teclado e uma série de rotores e implementa uma versão da cifra de Vigenère.
! A saída de um rotor pode ser ligada à entrada de outro
![Page 25: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/25.jpg)
Enigma
! Em 1918, o inventor alemão Arthur Scherbius e seu amigo Richard Ritter criaram uma máquina de criptografia chamada Enigma
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Enigma
! As máquinas Enigma foram amplamente usadas pela Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial
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Enigma
! Fáceis de usar
! Portáteis
! Seguras
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Enigma
! O segredo do Enigma eram seus rotores.
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Enigma
! Cada vez que se apertava uma tecla, o Enigma mostrava qual seria a letra cifrada correspondente
![Page 30: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/30.jpg)
Enigma
! Após cada tecla, os rotores mudavam de posição, de modo que cada letra teria um alfabeto diferente de substituição
![Page 31: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/31.jpg)
Enigma
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rotores
teclado
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a
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Enigma
! O enigma ainda incluía o “refletor”, que fazia com que o sinal de uma letra passasse duas vezes pelos 3 rotores.
! Com 3 rotores, temos 26X26X26 = 17576 posições iniciais, ou chaves.
![Page 33: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/33.jpg)
Enigma
! Além dos rotores, o enigma ainda permitia que letras fossem trocadas, através de 6 cabos que poderiam ser conectados a um painel de plugues.
! Com isso, além da troca de posição entre os rotores, atingiam-se 10.000.000.000.000.000 combinações!
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![Page 34: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/34.jpg)
Enigma Code Book
! As configurações iniciais eram organizadas em um “livro de código”
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![Page 35: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/35.jpg)
Quebrando a Enigma
! Polônia
! UK: ! Bletchley Park
! Alan Turing
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![Page 36: Explicando a máquina Enigma](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042513/546c44ecb4af9f702c8b4fba/html5/thumbnails/36.jpg)
Obrigado Anchises M. G. de Paula @anchisesbr